(57)【要約】  本発明は、車両、特に商用車用のスクリュコンプレッサ（１０，１１２）のための最低圧力弁（５０）であって、少なくとも１つの弁ケーシング（１１４）と、この弁ケーシング（１１４）内に形成された少なくとも１つの弁インサート開口（１１６）とを有しており、この弁インサート開口（１１６）内に装着され、かつ少なくとも１つの弁ピストン孔（１２０）を有した少なくとも１つの弁インサート（１１８）と、この弁インサート（１１８）で弁ピストン孔（１２０）内に少なくとも１つの弁ピストン区分（１２４）で摺動可能にガイドされている少なくとも１つの弁ピストン（１２２）と、少なくとも１つの流体流入通路（１２６）と、少なくとも１つの流体流出通路（１２８）と、を有しており、流体流入通路（１２６）は、弁ピストン（１２２）に面した端部に少なくとも１つの弁座（１３０）を有しており、この弁座に対して弁ピストン（１２２）は、最低圧力弁（５０）を閉鎖するために、流体流入通路（１２６）と流体流出通路（１２８）とが弁ピストン（１２２）の閉鎖位置で互いに分離されるように、当接可能であって、弁座（１３０）は弁座直径ｄＡを有しており、弁ピストン区分（１２４）は弁ピストン区分直径ｄＢを有しており、弁座直径ｄＡに対する弁ピストン区分直径ｄＢの比は、約０．６〜０．９５であって、好適には約０．７〜約０．９であって、特に好適には約０．８〜約０．８５である、車両、特に商用車用のスクリュコンプレッサのための最低圧力弁に関する。
2019529845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両、特に商用車用のコンプレッサ、特にスクリュコンプレッサ（１０，１１２）、またはロータリ・ベーン・コンプレッサのための最低圧力弁（５０）であって、少なくとも１つの弁ケーシング（１１４）と、前記弁ケーシング（１１４）内に形成された少なくとも１つの弁インサート開口（１１６）とを有しており、
前記弁インサート開口（１１６）内に装着され、かつ少なくとも１つの弁ピストン孔（１２０）を有した少なくとも１つの弁インサート（１１８）と、前記弁インサート（１１８）の前記弁ピストン孔（１２０）内に少なくとも１つの弁ピストン区分（１２４）でもって摺動可能にガイドされている少なくとも１つの弁ピストン（１２２）と、少なくとも１つの流体流入通路（１２６）と、少なくとも１つの流体流出通路（１２８）と、を有しており、
前記流体流入通路（１２６）は、前記弁ピストン（１２２）に面した端部に少なくとも１つの弁座（１３０）を有しており、前記弁座に対して前記弁ピストン（１２２）は、前記最低圧力弁（５０）を閉鎖するために、前記流体流入通路（１２６）と前記流体流出通路（１２８）とが前記弁ピストン（１２２）の閉鎖位置で互いに分離されるように、当接可能であって、
前記弁座（１３０）は弁座直径ｄＡを有しており、前記弁ピストン区分（１２４）は弁ピストン区分直径ｄＢを有しており、前記弁座直径ｄＡに対する前記弁ピストン区分直径ｄＢの比は、約０．６〜０．９５であって、好適には約０．７〜約０．９であって、特に好適には約０．８〜約０．８５である、車両、特に商用車用のスクリュコンプレッサのための最低圧力弁（５０）。
【請求項２】
前記弁インサート（１１８）の前記弁ピストン孔（１２０）内に摺動可能にガイドされている前記弁ピストン区分（１２４）は、自由弁ピストン区分（１２４ａ）である、請求項１記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項３】
前記自由弁ピストン区分（１２４ａ）と前記弁ピストン孔（１２０）との間には少なくとも１つのシール（１３２）が、特に半径方向シール（１３２）が設けられている、請求項１または２記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項４】
前記自由弁ピストン区分（１２４ａ）は円筒状の形状を有しており、前記自由弁ピストン区分の周面には、前記弁ピストン孔（１２０）に対して押し付けられている前記シール（１３２）が、特に前記半径方向シール（１３２）が配置されている、請求項３記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項５】
前記弁座（１３０）は、環状の、特に閉じた環状の隆起部（１３４）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項６】
前記弁ピストン（１２２）は、前記流体流入通路（１２６）に面した端面（１３６）に少なくとも１つのシール（１３８）、特に軸方向シール（１３８）を有しており、前記軸方向シールは、前記弁ピストン（１２２）の閉鎖位置で前記弁座（１３０）に当接している、請求項１から５までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項７】
前記弁ピストン孔（１２０）の一方の端部（１４０）は軸方向当接部（１４２）を有していて、前記軸方向当接部により、前記自由弁ピストン区分（１２４ａ）および前記弁ピストン（１２２）の軸方向の摺動を制限可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項８】
前記弁ピストン（１２２）のばね取付け面（１４４）と前記弁インサート（１１８）のばね取付け面（１４６）との間にはばねエレメント（１４８）が、特にコイルばね（１４８）が配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項９】
前記弁インサート（１１８）と前記弁ケーシング（１１４）の前記弁インサート開口（１１６）との間には少なくとも１つのシール（１５０）が、特に半径方向シール（１５０）が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項１０】
前記弁インサート（１１８）は円筒状の外輪郭を有しており、前記弁インサートの周面には、前記最低圧力弁（５０）の組み付け状態で前記弁インサート開口（１１６）に向かって押し付けられる前記シール（１５０）が、特に前記半径方向シール（１５０）が配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項１１】
前記弁インサート（１１８）は、前記弁インサート（１１８）の外表面から、前記軸方向当接部（１４２）を有する、前記弁ピストン孔（１２０）の前記端部（１４０）まで延在している、排気孔（１５２）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項１２】
前記弁インサート開口（１１６）の表面には軸方向のストッパ（１５４）が、特に軸方向の位置固定リング（１５４）が設けられていて、前記ストッパ、特に位置固定リングに対して前記弁インサート（１１８）は、前記最低圧力弁（５０）の組み付け状態で軸方向に押し付けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項１３】
前記最低圧力弁（５０）の前記弁ケーシング（１１４）は、前記スクリュコンプレッサ（１０，１１２）のケーシング（２０）の一体的な構成部分として形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【請求項１４】
前記最低圧力弁（５０）は、アングルタイプの最低圧力弁（５０）として形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の最低圧力弁（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、特に商用車用のコンプレッサ、特にスクリュコンプレッサ、またはロータリ・ベーン・コンプレッサのための最低圧力弁であって、少なくとも１つのケーシングと、ケーシング内に形成された少なくとも１つの弁インサート開口とを有している、最低圧力弁に関する。
【０００２】
従来技術により既に、例えば、車両、特に商用車のスクリュコンプレッサのようなコンプレッサのための最低圧力弁が公知である。このような形式のスクリュコンプレッサは、例えば商用車のブレーキシステムのために必要な圧縮空気を準備するために使用される。
【０００３】
この関連で特に、オイルが充填されたコンプレッサ、特にスクリュコンプレッサも公知である。このような形式のスクリュコンプレッサの潤滑の構想は、スクリュの潤滑のために必要なオイルを最初に、圧縮された圧縮空気により搬送するというものである。圧縮空気を空気処理装置に供給することができる前に、オイルはオイル分離装置内で圧縮空気から分離され、そこから、例えば組み込まれたオイル貯蔵部またはスクリュコンプレッサのスクリュへと再び供給される。
【０００４】
空気処理装置は規則的な間隔で排気により回生しなければならないので、このために、スクリュコンプレッサの作動は（所定の遮断圧以降は）停止される。空気容器のための遮断圧に達した場合もコンプレッサは停止される。空気処理装置に対してスクリュコンプレッサにおける圧力を保護するために、空気処理装置は最低圧力弁を有している。
【０００５】
これに関して、独国特許出願公開第１０２０１４１１８２６７号明細書（DE 10 2014 118 267 A1）には、流体流を制御するための弁が示されており、この弁は、流体流入通路を流体流出通路に接続するためのケーシングであって、弁ピストンをガイドする弁ピストン孔を有したケーシングと、弁ピストン孔内で軸方向可動に配置された円筒状の弁ピストンとを有しており、この弁ピストンは、流体流入通路と流体流出通路との間に配置された弁座に、圧力手段によって押し付け可能である、前端部に配置された弁プレートを備えている。弁の装着領域は、圧縮空気装置、例えばレール車両の圧縮空気発生装置、特にスクリュコンプレッサに延在している。
【０００６】
さらに、旧東ドイツ国経済特許第２０７５６０号明細書（DD 207 560 A5）には、オイル噴射を行う圧縮機、特にスクリュ圧縮装置のための制御装置が示されており、この制御装置は、圧力管路内に配置された最低圧力弁を有しており、この最低圧力弁の弁本体は、消費器側で圧縮ばねにより負荷されている。
【０００７】
さらに、独国特許出願公開第２８２２７７９号明細書（DE 28 22 779 A1）には、オイルシールを備えた回転圧縮機が示されており、この回転圧縮機は、圧縮された圧力が所定の値を超過した場合に、圧縮機入口を絞るまたは遮断するための放圧弁を有している。さらに、圧力管路から出口室を介して逆流が生じるのを阻止するために、出口通路を閉鎖する最低圧力弁が開示されている。
【０００８】
独国特許出願公開第３１４６５３５号明細書（DE 31 46 535 A1）にはさらに、コンプレッサの圧力管路における最低圧力弁が開示されており、この場合、圧縮機の遮断時に圧縮空気が僅か短時間でも圧力管路へと流出する恐れがあることを回避するために、最低圧力弁の圧力負荷による制御が行われている。
【０００９】
独国特許出願公開第３３１１０５５号明細書（DE 33 11 055 A1）により、オイル噴射により作動する圧縮機が示されており、この圧縮機では、負荷がかけられないアイドリング運転に切り替えることができ、さらには、取り出した圧縮空気を再利用する場合は、圧縮空気をすぐに提供できる。負荷のかけられていないアイドリング運転から、取り出した圧縮空気の再利用の際の負荷への圧縮機の戻し切り替えを加速するために、圧縮空気取り出し管路内の最低圧力弁に配置された走査装置が設けられている。
【００１０】
コンプレッサ、特にスクリュコンプレッサとの関連で使用されるさらなる最低圧力弁は例えば、独国特許出願公開第３７０２６５２号明細書（DE 37 02 652 A1）、西独国実用新案公開第７３０１５４６号明細書（DE 73 01 546 U）、独国実用新案第８０１５７７３号明細書（DE 80 15 773 U1）、独国実用新案第８１３４２１５号明細書（DE 81 34 215 U1）、欧州特許公報の翻訳文（DE 603 04 555 T2）、独国特許出願公開第１０２００６０１６３１８号明細書（DE 10 2006 016 318 A1）、独国特許発明第１０２０１４１１８２６６号明細書（DE 10 2014 118 266 B3）、ならびに欧州特許出願公開第０６９８７３８号明細書（EP 0 698 738 A2）により公知である。
【００１１】
このような最低圧力弁は例えば、スクリュコンプレッサの出口領域に形成されており、この場合、最低圧力弁は、調整可能な圧力閾値を超えると初めて開くので、例えばスクリュコンプレッサの適切な潤滑が行われ得る。最低圧力弁の開放状態もしくは閉鎖状態における弁ピストンのニューマチック有効表面の面積間の差に基づき、ならびに摩擦の影響に基づき、構成によっては、開放圧は閉鎖圧と著しく異なる。これにより、例えば約１０ｂａｒの開放圧のもとで、例えば約４．５〜約５ｂａｒの典型的な値を有する圧力ヒステリシスが生じ得る。
【００１２】
空気処理装置の回生中、空気処理装置では通常、最低圧力弁の閉鎖圧に達するまで急速な減圧が生じる。
【００１３】
このような急速な減圧と、前述した圧力ヒステリシスとに基づき、オイルがコンプレッサ出口に圧送される場合があり、これにより、このオイルが過剰に多量に、スクリュコンプレッサの出口から出ていく危険が生じる。結果として、スクリュコンプレッサの出口に接続される、例えば空気処理装置のような別のニューマチック構成要素が損傷されたり、詰まったりする恐れがある。
【００１４】
急速な減圧の望ましくないさらなる作用は、スクリュコンプレッサ内に存在するオイルの発泡であり、これにより特に潤滑不足により、例えば軸受またはスクリュのように、スクリュコンプレッサの摩耗にさらされる構成部品において損傷が生じる恐れがある。
【００１５】
そこで本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、車両、特に商用車のスクリュコンプレッサのための最低圧力弁を改良して、特に、最低圧力弁の開放圧と閉鎖圧との間のヒステリシスを減じることである。
【００１６】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた、車両、特に商用車のコンプレッサ、特にスクリュコンプレッサ、またはロータリ・ベーン・コンプレッサのための最低圧力弁により解決される。これによると、車両、特に商用車用のスクリュコンプレッサのための最低圧力弁であって、少なくとも１つのケーシングと、このケーシング内に形成された少なくとも１つの弁インサート開口とを有しており、この弁インサート開口内に装着され、かつ少なくとも１つの弁ピストン孔を有した少なくとも１つの弁インサートと、この弁インサートの弁ピストン孔内に少なくとも１つの弁ピストン区分でもって摺動可能にガイドされている少なくとも１つの弁ピストンと、少なくとも１つの流体流入通路と、少なくとも１つの流体流出通路と、を有しており、流体流入通路は、弁ピストンに面した端部に少なくとも１つの弁座を有しており、この弁座に対して弁ピストンは、最低圧力弁を閉鎖するために、流体流入通路と流体流出通路とが弁ピストンの閉鎖位置で互いに分離されるように、当接可能であって、弁座は弁座直径ｄＡを有しており、弁ピストン区分は弁ピストン区分直径ｄＢを有しており、弁座直径ｄＡに対する弁ピストン区分直径ｄＢの比は、約０．６〜約０．９５であって、好適には約０．７〜約０．９であって、特に好適には約０．８〜約０．８５である、車両、特に商用車用のスクリュコンプレッサのための最低圧力弁が設けられている。
【００１７】
本発明の根底を成す思想は、コンプレッサ、特にスクリュコンプレッサまたはロータリ・ベーン・コンプレッサのための最低圧力弁であって、この最低圧力弁の圧力ヒステリシスを最小にするために、その弁座直径が、弁ピストン区分の直径に対する特別な比を有している最低圧力弁を設ける、というものである。圧力ヒステリシスは、１つには、開放状態もしくは閉鎖状態における弁ピストンのニューマチック有効表面の面積が異なることにより生じる、開放圧と閉鎖圧との差に基づき生じる。また１つには、圧力ヒステリシスは、弁インサートにおいて弁ピストン孔内に摺動可能にガイドされている弁ピストン区分の摩擦影響により影響される。驚くべきことに、本発明者はこの関連において、弁座直径ｄＡに対する弁ピストン区分直径ｄＢの比が約０．８２（ｄＢ／ｄＡ＝約０．８２）である場合に最低圧力弁のヒステリシスが著しく、約０．２ｂａｒに減じられることをつきとめた。したがって、弁ピストン区分直径ｄＢは、弁座直径ｄＡよりも小さく形成されていて、さらに専ら弁インサートの弁ピストン孔内に（すなわち、付加的な摩擦面はなく）軸方向で摺動可能にガイドされている。このような構造的な構成により、弁ピストンの付着摩擦および滑動摩擦をさらに減じることができ、このことは最低圧力弁の圧力ヒステリシスに対してさらに良好に作用し、したがって圧力ヒステリシスは実際に無視できる程度となる。
【００１８】
さらに、弁インサートで弁ピストン孔内に摺動可能にガイドされている弁ピストン区分は、自由弁ピストン区分であってよい。最低圧力弁の構造的な構成が簡略化されるので、摺動可能にガイドされる弁ピストン区分は自由弁ピストン区分として構成される。自由弁ピストン区分とは、この自由弁ピストン区分が、弁ピストン区分の、弁ピストンに一体的に接続されていない、特に自由端部に位置していることを意味する。特に、弁インサートの構造的な構成ならびに製造と組み付けが簡単になる。
【００１９】
さらに、自由弁ピストン区分と弁ピストン孔との間には少なくとも１つのシールが、特に半径方向シールが設けられていることが考えられる。半径方向シールは、（この場合、弁ピストンと弁インサートのように）特に半径方向で互いに相対的に移動するニューマチック構成部分において極めて良好なシール作用を発揮するので、最低圧力弁の確実な機能性を満たすためには有利である。さらに、半径方向シールの使用により、弁ピストン区分と弁ピストン孔の簡単な構造ならびに簡単な組み付けが可能となる。
【００２０】
さらに、自由弁ピストン区分は円筒状の形状を有しており、自由弁ピストン区分の周面には、弁ピストン孔に対して押し付けられているシールが、特に半径方向シールが配置されていることが考えられる。自由弁ピストン区分の円筒状の形状により、自由弁ピストン区分を特に簡単に、慣用の製作法（例えば、旋削）により製造することができる。自由弁ピストン区分の周面における半径方向シールの配置は、半径方向シールの簡単な組み付けにより特に好適である。半径方向シールはＯリングおよび／またはＡｉｒｚｅｔリングとして形成することができる。しかしながらこの関連では別の半径方向シールの構想も考えられる。この場合、半径方向シールは、弁ピストン区分の周面に、差し込み、貼り付け、クランプ、ねじ留め、クリップ固定、接着、かつ／または加硫接着されてよい。
【００２１】
さらに、弁座は、環状の、特に閉じた環状の隆起部を有していることが考えられる。シール座の隆起部により特に改善されたシール作用が得られる。結果として、シールすべき構成部分において、隆起部により、簡単かつ好適な形式で特別な面圧を高めることができ、これによりシール作用が高まる。
【００２２】
さらに、弁ピストンは、流体流入通路に面した端面に少なくとも１つのシール、特に軸方向シールを有しており、軸方向シールは、弁ピストンの閉鎖位置で弁座に当接していることが考えられる。軸方向シールの使用は、少なくとも一時的にシールすべき、互いに静止して位置する２つのニューマチック構成部分（この場合：弁ピストンと流体流入通路）が当接する際に特に好適である。この使用例における軸方向シールは、ピストンと弁座が相対移動する間にはこれらを相互にシールする必要はなく、ピストンが当接された状態の場合にのみシールすればよいので、軸方向シールを極めて良好にシール作用を発揮するように設計することができる。この場合、軸方向シールを端面に差し込む、貼り付ける、ねじ留めする、クリップ固定する、クランプする、接着する、かつ／または加硫接着することができる。この関連で適切なその他の取付け手段も考えることができる。軸方向シールは実質的にリング状に形成されている。しかしながら、（例えば、Ｏリング、ダイヤフラムシール、またはソンブレロ型のような）軸方向シールの別の形状も考えられる。
【００２３】
弁ピストン孔の一方の端部は軸方向当接部を有していて、軸方向当接部により、自由弁ピストン区分および弁ピストンの軸方向の摺動を制限可能であることも考えられる。軸方向当接部を備えた弁ピストン孔を設けることは特に、一方では軸方向のガイドを構造的に極めて簡単に行え、他方では単に１つの構成部分において、特に１つのガイド孔（すなわち弁ピストン孔）のみによって弁ピストンを軸方向で制限することができるので、大きな意味がある。さらに、最低圧力弁の確実な作動のためには、弁ピストンもしくは弁ピストン区分の形状的に画定されたストッパが必須である。
【００２４】
当接は、（１つの）ブロックへのばねの移動によっても行うことができる。ばねは、１つのもしくはその弁ピストン孔内にも位置していてよい。この場合、当接部を、ばね取付け面の間にも形成することができる。
【００２５】
さらに、弁ピストンのばね取付け面と弁インサートのばね取付け面との間にはばねエレメントが、特にコイルばねが配置されていることが考えられる。コイルばねの形態のばねエレメントは、組み込まれ組み付けられた状態で、流体通路の端部における弁座への弁ピストンの当接と、開放圧および閉鎖圧とに関わるので、本発明による最低圧力弁の機能を満たすのに有利である。さらに、コイルばねは、半径方向でコンパクトな細長い機械的エレメントであるので、弁インサート開口の内側の半径方向で狭いスペース特性のもとでの使用が特に好適である。
【００２６】
さらに、弁インサートとケーシングの弁インサート開口との間には少なくとも１つのシールが、特に半径方向シールが設けられていることが考えられる。既に説明したように、弁インサートは単に弁インサート開口にのみ装着されるので、作動圧のもとにある弁インサート開口を必ず大気に対してシールしなければならない。さらに、弁インサートの装着状態では、弁インサートと弁インサート開口の半径方向面しか接触しない。したがって、本発明では、弁インサートと弁インサート開口との間に別の半径方向シールを設けるのが特に簡単かつ有利である。
【００２７】
弁インサートは円筒状の外輪郭を有しており、弁インサートの周面には、最低圧力弁の組み付け状態で弁インサート開口に向かって押し付けられるシールが、特に半径方向シールが配置されていることが考えられる。弁インサートの円筒状の外輪郭により、弁インサートを極めて簡単に、慣用の製作法（例えば、旋削）により安価かつ正確に製造することができる。さらに、弁インサートの周面における半径方向シールの配置は、半径方向シールの組み付けを簡略にするために特に適切である。
【００２８】
さらに、弁インサートは、弁インサートの外表面から、軸方向当接部を有する、弁ピストン孔の端部まで延在している、排気孔を有していることが考えられる。最低圧力弁の組み付け状態では基本的に弁ピストン孔の内側に、弁ピストン区分の端面と、弁ピストン孔の端部と、弁ピストン孔とによって空間的に画定される実質的に円筒状の中間室が形成されている。最低圧力弁の作動中、前述したこの円筒状の中間室は、弁ピストン区分の半径方向シールが絶対的なシール性を保証することができないので、所定の割合の作動圧により継続的に負荷される。この円筒状の中間室が、（例えばこの場合、排気孔によって）継続的に排気されないならば、この中間室は一種のガスばねのように弁ピストンの端部に作用し、これにより特に最低圧力弁の圧力ヒステリシスはその影響を最小にするのではなく、拡大されてしまう。
【００２９】
弁インサート開口の表面には軸方向のストッパが、特に軸方向の位置固定リングまたはねじカバーが設けられていて、このストッパ、特に位置固定リングに対して弁インサートは、最低圧力弁の組み付け状態で軸方向に圧接されていることも考えられる。既に説明したように、弁インサートは単に弁インサート開口にのみ装着されるので、最低圧力弁のケーシングは、弁インサート開口の内側で、機能を保証するために所定の軸方向ストッパを有していなければならない。軸方向の位置固定リングの形態の軸方向ストッパは、この場合、極めて簡単な組み付けとアクセス性により、かつ確実な軸方向の力により、特に好適である。
【００３０】
さらに、最低圧力弁のケーシングは、スクリュコンプレッサのケーシングの一体的な構成部分として形成されていることが考えられる。最低圧力弁のケーシングとスクリュコンプレッサのケーシングとの一体的な結びつきは、いずれにせよ結果として最低圧力弁およびスクリュコンプレッサのケーシングの構造的な構成を簡略にする。最低圧力弁の別個のケーシングを省くことができるので、その結果さらに、必要な材料ならびに組み付けコストおよび製造コスト、ならびに部品数を減じることができる。さらに、構造的な構成により、最低圧力弁もしくはスクリュコンプレッサのケーシングの外側からの極めて良好なアクセス性が実現できるので、特に弁インサート開口の製作を簡単にすることができる。
【００３１】
さらに、最低圧力弁は、アングルタイプの最低圧力弁として形成されていることが考えられる。アングルタイプの最低圧力弁の構成は、最低圧力弁全体が軸方向で貫流されるのではなく、したがって構造的な手間を著しく減じることができ、さらに、これに付随して高額なコストを回避することができるので、特に好適である。著しく簡単な構造的な構成によりさらに、機能安全性が高まる。
【００３２】
本発明のさらなる詳細および利点は、図示した実施例につき説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による最低圧力弁を備えたスクリュコンプレッサの実施例を示す概略的な断面図である。
【図２】閉鎖位置にある本発明による最低圧力弁の実施例を示す概略的な横断面図である。
【図３】開放位置にある図２の本発明による最低圧力弁の実施例を示す概略的な横断面図である。
【００３４】
図１には、本発明による最低圧力弁５０を有するスクリュコンプレッサ１０が概略的な断面図で示されている。
【００３５】
スクリュコンプレッサ１０は、このスクリュコンプレッサ１０を、ここには図示されていない電気モータの形態の駆動装置に機械的に取り付けるための取付けフランジ１２を有している。
【００３６】
しかしながら入力軸１４は示されており、この入力軸を介して、電気モータからトルクが両スクリュ１６および１８のうちの一方に、すなわちスクリュ１６に伝達される。
【００３７】
スクリュ１８はスクリュ１６に噛み合っていて、スクリュ１６によって駆動される。
【００３８】
スクリュコンプレッサ１０はケーシング２０を有していて、このケーシング内に、スクリュコンプレッサ１０の主要な構成要素が収容されている。
【００３９】
ケーシング２０にはオイル２２が充填されている。
【００４０】
スクリュコンプレッサ１０のケーシング２０の空気入口側には入口管片２４が設けられている。
【００４１】
この場合、入口管片２４は、この入口管片にエアフィルタ２６が配置されているように形成されている。
【００４２】
さらに、空気入口管片２４には半径方向で空気入口２８が設けられている。
【００４３】
入口管片２４と、ケーシング２０に入口管片２４が取り付けられている個所との間の領域には、ばね荷重が加えられたバルブインサート３０が設けられており、この場合、軸方向シールとして構成されている。
【００４４】
このようなバルブインサート３０は逆止弁として機能する。
【００４５】
バルブインサート３０の下流には、空気を両スクリュ１６，１８に供給する空気供給通路３２が設けられている。
【００４６】
両スクリュ１６，１８の出口側には、上昇管路３６を備えた空気出口管３４が設けられている。
【００４７】
上昇管路３６の端部の領域には温度センサ３８が設けられており、この温度センサによってオイル温度を監視することができる。
【００４８】
さらに、空気出口領域には、空気／オイル分離エレメント４２のためのホルダ４０が設けられている。
【００４９】
空気／オイル分離エレメントのためのホルダ４０は、（図１に示したような）組み付け状態で底面側の領域に、空気／オイル分離エレメント４２を有している。
【００５０】
さらに、空気／オイル分離エレメント４２の内部には、相応のフィルタスクリーンもしくは公知の濾過およびオイル分離装置４４が設けられているが、これについてはより詳しくは特記しない。
【００５１】
空気／オイル分離エレメントのためのホルダ４０は、組み付け状態および作動準備完了状態（すなわち図１に示したような状態）に関して中央上方領域に、空気出口開口４６を有しており、この空気出口開口は逆止弁４８および最低圧力弁５０に通じている。
【００５２】
逆止弁４８および最低圧力弁５０は、組み合わせられた１つの共通の弁として形成されてもよい。
【００５３】
逆止弁４８に続いて、空気出口５１が設けられている。
【００５４】
空気出口５１は、通常、相応に公知の圧縮空気消費器に接続されている。
【００５５】
空気／オイル分離エレメント４２内に存在する分離されたオイル２２を再びケーシング２０内に戻し案内するために、上昇管路５２が設けられていて、この上昇管路は、空気／オイル分離エレメント４２のためのホルダ４０から出発して、ケーシング２０内へ移行するところに、濾過および逆止弁５４を有している。
【００５６】
濾過および逆止弁５４の下流では、ケーシング孔内にノズル５６が設けられている。
【００５７】
オイル戻し案内管路５８は、スクリュ１６またはスクリュ１８のほぼ真ん中の領域に戻されて、このスクリュに再びオイル２２を供給する。
【００５８】
組み付け状態にあるケーシング２０の底面領域内側には、オイル排出ねじ５９が設けられている。
【００５９】
オイル排出ねじ５９を介して、相応のオイル排出開口が開かれ、この開口を介してオイル２２を排出することができる。
【００６０】
ケーシング２０の下方領域には、オイルフィルタ６２が取り付けられる付設部６０も設けられている。
【００６１】
ケーシング２０内に配置されているオイルフィルタ入口通路６４を介して、オイル２２はまずは温度調整弁６６に案内される。
【００６２】
温度調整弁６６の代わりに、ケーシング２０内にあるオイル２２のオイル温度を監視することができ、かつ目標値へと調整することができる開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置が設けられてよい。
【００６３】
次いで温度調整弁６６の下流には、オイルフィルタ６２のオイル入口があり、このオイルフィルタは、中央の戻し案内管路６８を介してオイル２２を再び、スクリュ１８へと、またはスクリュ１６へと戻し案内するが、軸１４のオイル潤滑される軸受７０にも戻し案内する。
【００６４】
軸受７０の領域にはノズル７２も設けられていて、このノズルはケーシング２０内で戻し案内管路６８に連通して設けられている。
【００６５】
クーラ７４は付設部６０に接続されている。
【００６６】
ケーシング２０の（組み付け状態に関して）上方領域には、ケーシング２０内の高すぎる圧力を減圧することができる安全弁７６が位置している。
【００６７】
最低圧力弁５０の手前に、放圧弁８０に通じるバイパス管路７８が位置している。
【００６８】
空気供給通路３２との接続によって制御されるこの放圧弁８０を介して、空気入口２８の領域に空気を戻し案内することができる。
【００６９】
この領域には、示されていない空気抜き弁およびノズル（供給管路の縮径部）が設けられていてよい。
【００７０】
さらに、ケーシング２０の外壁にほぼ管路３４の高さにオイルレベルセンサ８２を設けることができる。
【００７１】
このオイルレベルセンサ８２は例えば、光学センサであってよく、センサ信号により、作動中に油面がオイルレベルセンサ８２の上方にあるかどうか、またはオイルレベルセンサ８２が露出していて、これにより油面が相応に低下しているかどうかを検知することができるように構成され、調整されている。
【００７２】
このような監視との関連で、相応のエラー報知または警告をシステムの使用者に発する、もしくは伝えるアラームユニットを設けることもできる。
【００７３】
図１に示されたスクリュコンプレッサ１０の機能は以下の通りである：
空気は、空気入口２８を介して供給され、逆止弁３０を介してスクリュ１６，１８に到り、ここで空気は圧縮される。
【００７４】
５〜１６倍に圧縮された空気オイル混合物は、スクリュ１６，１８を出た後、出口管３４を通って上昇管路３６を介して上昇し、温度センサ３８へと直接吹き付けられる。
【００７５】
まだ部分的にオイル粒子を含む空気は、次いで、ホルダ４０を介して空気／オイル分離エレメント４２へと案内され、相応の最低圧力に達すると空気出口管路５１へと到る。
【００７６】
ケーシング２０内に存在するオイル２２は、オイルフィルタ６２を介して、かつ場合によっては熱交換器７４を介して作動温度に保持される。
【００７７】
冷却が不要な場合は、熱交換器７４は使用されず、オンにもされていない。
【００７８】
相応のスイッチオンは、温度調整弁６６を介して行われる。オイルフィルタ６２における浄化後、オイルは管路６８を介してスクリュ１８にまたはスクリュ１６に供給されるが、軸受７０にも供給される。
【００７９】
スクリュ１６またはスクリュ１８には、戻し案内管路５２，５８を介してオイル２２が供給され、この場合、オイル２２の浄化は、空気／オイル分離エレメント４２内で行われる。
【００８０】
図示されていない電気モータのトルクは、軸１４を介してスクリュ１６に伝達され、このスクリュ１６はスクリュ１８に噛み合っており、この電気モータを介してスクリュコンプレッサ１０のスクリュ１６，１８は駆動される。
【００８１】
詳しくは図示されていない放圧弁８０に基づいて、作動準備状態で例えばスクリュ１６，１８の出口側に形成される高圧が、供給管路３２の領域で閉じ込められることがなく、特にコンプレッサの始動時に供給管路３２の領域には常に低い入口圧が、特に大気圧が存在していることが保証される。
【００８２】
さもないと、コンプレッサの始動により最初に、駆動モータに過剰に負荷をかける極めて高い圧力がスクリュ１６，１８の出口側に発生してしまう恐れがある。
【００８３】
図２には、商用車用のスクリュコンプレッサ１１２のための、閉鎖位置にある本発明による最低圧力弁５０の実施例が概略的な横断面図で示されている。
【００８４】
基本的には、このような形式の最低圧力弁５０は、いわゆるロータリ・ベーン・コンプレッサとの関連においても使用することができる。
【００８５】
最低圧力弁５０は、（弁）ケーシング１１４と、このケーシング１１４に形成されている弁インサート開口１１６とを有している。
【００８６】
弁インサート開口１１６は、開放端部と部分閉鎖端部とを備えた円筒状の凹設孔としてケーシング１１４内に設けられている。
【００８７】
開放端部と部分閉鎖端部とは互いに向かい合って配置されている。
【００８８】
さらに、最低圧力弁５０は、弁インサート開口１１６内に装着される弁インサート１１８を有している。
【００８９】
弁インサート１１８は実質的にＵ字型の横断面を有していて、円筒状の外輪郭を有しており、回転対称的に形成されている。
【００９０】
さらに、弁インサート１１８はこの組み付け状態で、弁インサート１１８を軸方向で画定する外側扁平端面と内側扁平端面とを有している。
【００９１】
弁インサート開口１１６と弁インサート１１８とは互いに同心的に方向付けられている。
【００９２】
さらに弁インサート１１８は弁ピストン孔１２０を有している。
【００９３】
弁ピストン孔１２０は、真ん中に配置された円筒状の凹設孔として、弁インサート１１８の内側扁平端面に垂直に設けられている。
【００９４】
弁ピストン孔１２０も開放端部と部分閉鎖端部とを有している。
【００９５】
さらに、最低圧力弁５０は弁ピストン１２２を有しており、この弁ピストンはさらに、１つの弁ピストン区分１２４を含んでいる。
【００９６】
弁ピストン１２２は実質的に、板状の円筒体として形成されている。
【００９７】
図２では、最低圧力弁５０は、弁ピストン１２２の閉鎖位置において示されている。
【００９８】
弁ピストン区分１２４は、弁ピストン１２２の、弁インサート１１８に面した端面から突出している。
【００９９】
弁ピストン区分１２４は細長い円筒体として形成されていて、弁ピストン１２２と一体に、かつ同心的に接続されている。
【０１００】
弁ピストン区分１２４はさらに、弁インサート１１８の弁ピストン孔１２０内で軸方向摺動可能にガイドされている。
【０１０１】
さらに、最低圧力弁５０は流体流入通路１２６と流体流出通路１２８とを有している。
【０１０２】
流体とは、空気もしくは空気・オイル混合物である。
【０１０３】
流体流入通路１２６は、ケーシング１１４内に孔として形成されていて、部分閉鎖端部から弁インサート開口１１６内へと開口している。
【０１０４】
流体流入通路１２６の中心軸線と、弁インサート開口１１６の中心軸線とは、互いにほぼ同心的に向けられている。
【０１０５】
流体流出通路１２８も、ケーシング１１４内に孔として形成されていて、半径方向に弁インサート開口１１６内へと開口している。
【０１０６】
流体流出通路１２８の中心軸線は、弁インサート開口１１６の中心軸線に対して実質的に垂直に向けられている。
【０１０７】
流体流入通路１２６はさらに、弁ピストン１２２に面した端部に弁座１３０を有している。
【０１０８】
この場合、弁座１３０は、ケーシング１１４における弁インサート開口１１６の部分閉鎖端部に形成されている。
【０１０９】
弁ピストン１２２は、最低圧力弁５０を閉鎖するために、弁座１３０に当接可能である。
【０１１０】
さらに、弁座１３０は弁座直径ｄＡを有している。
【０１１１】
さらに、弁ピストン区分１２４は弁ピストン区分直径ｄＢを有している。
【０１１２】
弁座直径ｄＡに対する弁ピストン区分直径ｄＢの比は、約０．７〜約０．９である（ｄＢ／ｄＡ＝約０．７〜約０．９）。
【０１１３】
特に好適には、弁座直径ｄＡに対する弁ピストン区分直径ｄＢの比は、約０．８〜約０．８５である（ｄＢ／ｄＡ＝約０．８〜約０．８５）。
【０１１４】
さらに弁インサート１１８において弁ピストン孔１２０内に摺動可能にガイドされている弁ピストン区分１２４は、自由弁ピストン区分１２４ａである。
【０１１５】
自由弁ピストン区分１２４ａと弁ピストン孔１２０との間には半径方向シール１３２が設けられている。
【０１１６】
自由弁ピストン区分１２４ａは円筒状の形状を有している。
【０１１７】
自由弁ピストン区分１２４ａの周面には、弁ピストン孔１２０に対して押し付けられる半径方向シール１３２が配置されている。
【０１１８】
さらに、弁ピストン孔１２０の内側に存在している自由弁ピストン区分１２４ａの周面は、一貫して環状の半径方向収容溝を有しており、この収容溝内に半径方向シール１３２が配置されている。
【０１１９】
半径方向シール１３２は、エラストマー、特にゴムから成るＯリングとして形成されている。
【０１２０】
弁座１３０はさらに、閉じられた環状の隆起部１３４を有している。
【０１２１】
隆起部１３４は実質的に、少なくとも部分的に形成されたトーラス（輪環体）として成形されている。
【０１２２】
少なくとも部分的に形成されたトーラスは、その平坦な表面で、弁インサート開口１１６の部分閉鎖端部側の、ケーシング１１４内の流体流入通路１２６の端部に付設されている。
【０１２３】
弁ピストン１２２は、流体流入通路１２６に面した端面１３６に軸方向シール１３８を有しており、この軸方向シールは、弁ピストン１２２の閉鎖位置で弁座１３０に当接している。
【０１２４】
この場合、弁座直径ｄＡは、流体流入通路１２６の直径よりも僅かに大きい。
【０１２５】
軸方向シール１３８はリング状に形成されていて、弁ピストン１２２の、流体流入通路１２６に面した端面１３６に設けられたリング溝内に配置されている。
【０１２６】
軸方向シール１３８は、エラストマー、特にゴムから形成されている。
【０１２７】
さらに、弁ピストン孔１２０の端部１４０は軸方向当接部１４２を有している。
【０１２８】
当接は、（１つの）ブロックへのばねの移動によっても起こり得る。ばねは、弁ピストン孔１２０内にも位置していてよい。この場合、当接部は、ばね取付け面１４４とばね取付け面１４６との間にも形成されてよい。
【０１２９】
弁ピストン孔１２０の端部１４０は、部分閉鎖端部１４０ａとして形成されている。
【０１３０】
軸方向当接部１４２は、部分閉鎖端部１４０ａの範囲内に、リング状の軸方向制限面として形成されている。
【０１３１】
さらに、弁ピストン１２２のばね取付け面１４４と弁インサート１１８のばね取付け面１４６との間にはコイルばね１４８が配置されている。
【０１３２】
弁ピストン１２２のばね取付け面１４４はこの場合、弁ピストン１２２の、弁インサート１１８に面した端面に平坦な外側リング面として形成されており、弁ピストン区分１２４の固定端部を半径方向で取り囲んでいる。
【０１３３】
弁インサート１１８のばね取付け面１４６は、弁インサート１１８の内側端面の外側リング面として形成されていて、弁ピストン孔１２０の開放端部を半径方向で取り囲んでいる。
【０１３４】
付加的に弁インサート１１８と、ケーシング１１４の弁インサート開口１１６との間には半径方向シール１５０が設けられている。
【０１３５】
半径方向シール１５０は、弁インサート１１８の円筒状の外輪郭の周面に配置されていて、最低圧力弁５０の組み付け状態で弁インサート開口１１６に対して押し付けられている。
【０１３６】
弁インサート１１８の円筒状の外輪郭は、一貫して延在するリング溝を有しており、この溝内に半径方向シール１５０が配置されている。
【０１３７】
半径方向シール１５０は、エラストマー、特にゴムから成るＯリングとして形成されている。
【０１３８】
弁インサート１１８はさらに、弁インサート１１８の外表面から、弁ピストン孔１２０の部分閉鎖端部１４０ａまで延在する排気孔１５２を有している。
【０１３９】
排気孔１５２は、弁インサート１１８の真ん中に、円形かつ同心的な貫通孔として形成されている。
【０１４０】
弁インサート開口１１６の表面には、軸方向の位置固定リング１５４が設けられており、この位置固定リングには弁インサート１１８がこの組み付け状態で軸方向に当て付けられている。
【０１４１】
弁インサート１１８は、この組み付け状態において、その外側端面で、位置固定リング１５４へと軸方向で当て付けられている。
【０１４２】
弁インサート開口１１６の内周面には、弁インサート開口１１６の開放端部の近傍に、閉じられた環状の半径方向収容溝が設けられていて、この収容溝内には位置固定リング１５４が配置されている。
【０１４３】
最低圧力弁５０のケーシング１１４は、スクリュコンプレッサ１１２のケーシング２０の一体的な構成部分として形成されている。
【０１４４】
最低圧力弁５０はさらに、アングルタイプの最低圧力弁５０として形成されている。
【０１４５】
図３には、図２の本発明による最低圧力弁５０の実施例が開放位置で示されている。
【０１４６】
最低圧力弁５０の機能は以下の通り説明される：
流体流入通路１２６はスクリュコンプレッサ１１２の圧縮側に流体接続されている。
【０１４７】
スクリュコンプレッサ１１２の作動が開始されるとすぐに、圧縮空気が、スクリュコンプレッサ１１２の圧縮側から流体流入通路１２６内へと流入し、そこの弁座１３０において、弁ピストン１２２の、流体流入通路１２６に面した端面を作動圧で負荷する。
【０１４８】
その都度の作動圧と座直径ｄＡから生じる押圧力は、まず少なくとも、コイルばね１４８から弁ピストン１２２へと加えられるばね力、流体流出通路１２８内の圧力と円環面ｄＡ−ｄＢから生じる押圧力、およびシールエレメント１３２と弁インサート１１８との間の摩擦力の合計を超えるまで上昇されなければならない。
【０１４９】
そうではない場合は、弁ピストン１２２は、流体流入通路１２６と流体流出通路１２８とを互いに分離するように閉鎖位置に位置する。
【０１５０】
押圧力（例えば、約１０ｂａｒの作動圧以上）が、ばねエレメント１４８のばね力、リング面ｄＡ−ｄＢから生じる押圧力、およびシールエレメント１３２と弁インサート１１８との間の摩擦力の合計を上回ると、弁インサート１１８における弁ピストン孔１２０内で弁ピストン区分１２４ａによって軸方向摺動可能にガイドされている弁ピストン１２２が、軸方向で弁インサート１１８の方向に移動する。
【０１５１】
弁ピストン１２２の軸方向の摺動は、主として作動圧に依存する所定の摺動長さ以上で、弁ピストン孔１２０の部分閉鎖端部１４０ａにおける軸方向当接部１４２によって制限される。
【０１５２】
したがって、自由弁ピストン区分１２４ａと弁ピストン１２２との軸方向の摺動は軸方向当接部１４２によって制限可能である。
【０１５３】
次いで、圧縮空気が流体流入通路１２６から弁インサート開口１１６を介して流体流出通路１２８へと流入し、ここからさらに、（例えば空気処理装置のような）ニューマチック構成部分に供給され得る。
【０１５４】
スクリュコンプレッサ１１２の作動圧が所定の値よりも下がると、弁ピストン１２２は弁座１３０の方向に動く。この所定の値以上では、コイルばね１４８のばね力と、リング面ｄＡ−ｄＢの押圧力との合計を、直径ｄＢから生じる弁ピストン１２２における押圧力と、シールエレメント１３２と弁インサート１１８との間の摩擦力との合計が上回ることになる。
【０１５５】
軸方向シール１３８が弁座１３０に当接した後、弁ピストン１２２は最終的に閉鎖位置に達する。
【０１５６】
弁ピストン１２２の、流体流入通路１２６に面した端面におけるニューマチック作用面が、弁ピストンの閉鎖位置におけるよりも開放位置における方が小さいので、（このような状況は、このような構成形式のどんな弁でも原則的に存在する）開放圧は閉鎖圧と異なる。
【０１５７】
ヒステリシスと呼ばれるこのような不一致は、できるだけ小さく維持されるのが望ましく、特に弁座直径ｄＡに対する弁ピストン区分直径ｄＢの比により、開放圧が約１０ｂａｒの場合に、ヒステリシスが約１ｂａｒの、特に約０．５ｂａｒの、特に好適には約０．２ｂａｒの値に下がることができるように、調整することができる。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  スクリュコンプレッサ
１２  取付けフランジ
１４  入力軸
１６  スクリュ
１８  スクリュ
２０  ケーシング
２２  オイル
２４  入口管片
２６  エアフィルタ
２８  空気入口
３０  バルブインサート
３２  空気供給通路
３４  空気出口管
３６  上昇管路
３８  温度センサ
４０  空気／オイル分離エレメントのためのホルダ
４２  空気／オイル分離エレメント
４４  フィルタスクリーンもしくは公知の濾過もしくはオイル分離装置
４６  空気出口開口
４８  逆止弁
５０  最低圧力弁、アングルタイプの最低圧力弁
５１  空気出口
５２  上昇管路
５４  濾過および逆止弁
５６  ノズル
５８  オイル戻し案内管路
５９  オイル排出ねじ
６０  付設部
６２  オイルフィルタ
６４  オイルフィルタ入口通路
６６  温度調整弁
６８  戻し案内管路
７０  軸受
７２  ノズル
７４  クーラ、熱交換器
７６  安全弁
７８  バイパス管路
８０  放圧弁
８２  オイルレベルセンサ
１１２  スクリュコンプレッサ
１１４  （弁）ケーシング
１１６  弁インサート開口
１１８  弁インサート
１２０  弁ピストン孔
１２２  弁ピストン
１２４  弁ピストン区分
１２４ａ  自由弁ピストン区分
１２６  流体流入通路
１２８  流体流出通路
１３０  弁座
１３２  自由弁ピストン区分の半径方向シール
１３４  弁座の隆起部
１３６  弁ピストンの端面
１３８  弁ピストンの軸方向シール
１４０  弁ピストン孔の端部
１４０ａ  弁ピストン孔の部分閉鎖端部
１４２  弁ピストン孔の端部の軸方向当接部
１４４  弁ピストンのばね取付け面
１４６  弁インサートのばね取付け面
１４８  ばねエレメント、コイルばね
１５０  弁インサートの半径方向シール
１５２  排気孔
１５４  軸方向位置固定リング
ｄＡ  弁座直径
ｄＢ  弁ピストン区分直径
【図１】
2019529845.tif 000003
【図２】
2019529845.tif 000004
【図３】
2019529845.tif 000005
【国際調査報告】
2019529845.tif 000006
2019529845.tif 000007
2019529845.tif 000008
2019529845.tif 000009